Устройство управления нагревом ферромагнитных заготовок в методической нагревательной установке
УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ НАГРЕВОМ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ЗАГОТОВОК В МЕТОДИЧЕСКОЙ НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ, .содержащее подсоединенный к нагрева-телю регулируемый источник питания, управляющий вход которого соединен с выходом регулятора, к входам которого подсоединены выходы двух индуктивных датчиков, расположенных снаружи нагревателя вдоль его продольной оси, и механизм перемещения заготовок, о т личающееся тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено датчиком скорости перемещения заготовок, блоком сравнения и механизмом перемещения обоих индуктивных датчиков вдоль нагревателя, вход ме- Ш .ханизма перемещения датчиков соединен -с выходом блока сравнения, к входам /J которого подсединены -выходы датчика скорости и механизма перемещения датчиков , X эо :0
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) А
3(51) С 21 0 11 00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
И ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3567254/22-02 (22) 24.03,83 (46) 23.06.84. Бюл, )) 23 (72) A ..И.Данилушкин, Л.С. Зимин, Э.Я.Рапопорт, В.И.Руднев, Л.B ..Синдяков и О,Н.Турпак (7l ) Куйбышевский ордена Трудового
Красного Знамени политехнический институт им. В, В,Куйбышева и Всесоюзный научно-исследовательский, проектноконструкторский и технологический инСтитут электротермического оборудования (53) 621.365.511(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
)) 746465, кл. С 21 D 1/42,,1977.
2. Авторское свидетельство СССР
9 484508., кл. С 05 D 23/24, 1971.
3, Авторское свидетельство СССР
Р 980756, кл. С 21 D 11/00, 1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ НАГРЕ"
ВОИ ФЕРРСИАГНИТНЫХ ЗАГОТОВОК В NETOДИЧЕСКОИ НАГРЕВАТЕЛЬНОИ УСТАНОВКЕ „ .содержащее подсоединенный к нагрева телю регулируемый источник питания, управляющий вход которого соединен с выходом регулятора, к входам которого подсоединены выходы двух индуктивных датчиков, расположенных снаружи нагревателя вдоль его продольной оси, и механизм перемещения заготовок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено датчиком скорости перемещения заготовок, блоком сравнения и механизмом перемещения обоих индуктивных датчиков вдоль нагревателя, вход ме- Ж ханизма перемещения датчиков соединен: с выходом блока сравнения, к входам которого подсединены -выходы датчика скорости и механизма перемещения дат- % чиков, 1098964
Изобретение относится к электротермии и может быть использовано в металлургической, машиностроительной и других отраслях, использующих методические нагревательные установки для нагрева ферромагнитных заготовок до 5 температур, превыщающих температуру магнитных превращений.
Известно устройство регулирования температуры, в котором контролируемый параметр формируют в соответствии с )0 заданным значением добротности индуктора индукционной установки (lj .
Недостатком такого устройства является низкая чувствительность к изменению температуры при нагреве немаг- 15 нитных материалов.
Известно устройство регулирования температуры, в котором измеряют температуру с помощью термодатчика, сравнивают сигнал температуры с заданным,20 преобразуют разностный сигнал в управ ляющий в усилительных блоках и воздействуют им на источник энергии с целью изменения текущей температуры нагреваемого тела f2) . 25
Недостатком этого устройства является сложность процесса регулирования, возникающая из-за многократного преобразования сигнала датчика температуры в блоках регулятора.
Наиболее близким к изобретению по техйической сути является устройство управления нагревом ферромагнитных заготовок в методической нагревательной установке, содержащее подключенный к нагревателю регулируемый источ-З5 ник питания, управляющий вход которого связан с выходом регулятора, к входам которого подключены выходы двух индуктивных датчиков, расположенных снаружи нагревателя вдоль его 40 .продольной оси, и механизм перемещения заготовок. Наличие контура обратной связи по температуре металла в зоне магнитных превращений обеспечивает высокое быстродействие и точность. 45 поддержания температуры металла на выходе из нагревателя в условиях случайных возмущений при постоянной скорости продвижения металла через нагреватель f3) .
Однако известное устройство не обеспечивает требуемой точности поддержания заданной температуры металла при изменении производительности, а следовательно, и скорости продвижения нагреваемых заготовок.
Целью изобретения является повышение. производительности.
Указанная цель достигается тем, что устройство управления нагревом ферромагнитных заготовок в методичес- 60 кой нагревательной установке, содержа щее подсоединенный к нагревателю регулируемый источник питания, управляющий вход которого соединен с выходом регулятора, к входам которого подсое-65 динены выходы двух индуктивных датчиков, расположен ных сн аружи на грев ателя вдоль его продольной оси, и механизм перемещения заготовок, снабжено датчиком скорости перемещения загото-, вок, блоком сравнения и механизмом ододновременного перемещения обоих индуктивных датчиков вдоль нагревателя, вход механизма перемещения датчиков соединен с выходом блока сравнения, ко входам которого подсоединены выходы датчика скорости и механизма перемещения датчиков.
На фиг, 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 зависимости температуры Q(х,v) металла по длине индуктора в установившемся режиме при постоянной скорости перемещения Ч = const, причем V На фиг, 2 Q ap, — заданная температура металла на выходе из индуктора, Qk — температура магнитных превращений (точка Кюри), х„„, х „, х„ координаты точки Кюри, соответствующие скоростям Устройство содер>кит нагреватель 1 (индуктор или камеру нагрева печи сопротивления), с внешней стороны которого расположены два индуктивных датчика 2 и 3, выходы которых связаны регулятором 4, соединенным с регу-, лируемым источником питания 5, Нагреваемые заготовки 6 размещены в нагревателе и продвигаются вдоль его оси, ск орость перемещения з аготовок через нагреватель контролируется датчиком 7 скорости, выход которого связан с одним из входов блока 8 сравнения, второй вход которого связан с выходом механизма 9 перемещения индуктивных датчиков 2 и 3. Устройство работает следующим образом, В установившемся режиме работы с постоянной скоростью продвижения заготовок существует жесткая связь между температурой иэделия на выходе, скоростью продвижения, напря>кением на индукторе и координатной точки Кюри.При изменении скорости перемещения заготовок, например,из-за изменения производительности координата точки Кюри в новом установившемся ре. жиме смещается относительно первоначального положения в силу однозначной зависимости координаты точки Кюри и скорости продвижения заготовок при заданном теплосодержании на выходе индуктора (фиг, 2). Поскольку место установки индуктивных датчиков фиксировано, изменение скорости перемещения заготовок при постоян-ном теплосодержании на выходе из индуктора приводит к тому, что координата точки Кюри выходит за пределы пространства, ограниченного двумя индуктивными датчиками, хотя в ус-..ановившемся режиме точка Кюри должна 1098964 ВНИИПИ Заказ 4322/22 . Тираж 540 Подписное Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4 располагаться между датчиками. Величина сигнала на выходе индуктивных датчиков изменяется (одного из них), что вызывает ложное срабатывание регулятора, изменение напряжения регулируемого источника питания и, следовательно, мощности, подводимой к нагревателю. Это вызывает изменение выходного температуры и ее несоответствие заданной. Для устранения указанного несоответствия контролируют скорость перемещения заготовок с помощью датчика 7 скорости, сигнал с которого подают на один из входов блока сравнения 8, с выхода которого на механизм переме-15 щения датчиков 2 и 3 поступает сигнал, пропорциональный новой скорости заготовок. В зависимости от величины сигнала управления механизм 9 одновременного перемещения датчиков передвигает их вдоль оси нагревателя в положение, соответствующее установившемуся режиму работы с новой скоростью, Новое фиксированное положение датчиков 2 и 3 может быть определено IIo равенству сигналов с датчика cKQ рости и датчика, контролирующего пространственное положение датчиков, например относительно переднего или заднего торца нагревателя. Устройство опробовано на установке типа КИП-250 для индукционного нагрева кузнечных заготовок перед калибровкой. Температура металла на вы.ходе из нагревателя 11500C. Материал 35 заготовок — сталь . Обрабатывают -.. я кольца подшипников перед раскаткой и калибровкой. Номенклатура колец содержит восемь наименований, в соответствии с чем устанавливают восемь различных скоростей. В качестве регулируемого источника питания служит машинный преобразователь типа ВГО-500 с частотой питающего напряжения 2400 Гц, управляемый тиристорным возбудителем по сигналам от индуктивных датчиков. Датчиком скорости является генератор постоянного тока ТГМ-200, сочлененный с валом двигателя механизма перемещения заготовок через нагреватель. Сигнал датчиков скорости поступает на блок сравнения, представляющий собой компаратор с усилителем мощности и релейным выходом. Механизм перемещения индуктивных датчиков типа ИМ2-120. Фиксацию положения индуктивных датчиков осуществляют с помощью обратной связи по положению в виде сигнала с реохорда ИМ2-120. Реализация предлагаемого устройства повышает производительность установки на 8Ъ, обеспечивает стабилизацию температуры металла на выходе иэ нагревателя с заданной точностью при любой вариации скорости нагрева и уменьшает непроизводительные простои, связанные с гереналадкой установки, Годовой зкономический эффект составляет 10600 руб. на одну установку °
